針對光電排種性能檢測裝置易受工作環(huán)境狀況影響,監(jiān)測精度下降的現(xiàn)狀,為提升傳感器對玉米精量播種機排種性能檢測適應性,設計一種基于電容傳感器的玉米精量播種機排種性能監(jiān)測系統(tǒng)。（1）通過常用電容傳感器的結(jié)構(gòu)類型與種子在導種管中下落運動過程分析,確定電容極板長度與電容傳感器安裝位置。（2）運用ANSYS仿真軟件完成三種不同極板式傳感器的仿真,根據(jù)仿真結(jié)果結(jié)合實際選擇E型極板式電容傳感器作為排種監(jiān)測玉米種子信息采集傳感器,并對E型極板式電容傳感器極板尺寸進行優(yōu)化。（3）采用單片機STM32F103C8T6與電容-數(shù)字轉(zhuǎn)換芯片AD7151作為核心部件,完成相關的通訊電路、顯示電路、報警電路的設計。（4）完成微小電容檢測電路測試,結(jié)果表明該檢測系統(tǒng)可行。對于四種E型極板不同裝配方式進行驗證,表明4片極板安裝在導種管側(cè)面檢測效果最佳,單粒種子測試準確率為94%。（5）完成排種性能監(jiān)測系統(tǒng)測試,準確率、重播率和漏播率的檢測精度分別為96.1%、94.9%和98.9%,實現(xiàn)了對排種過程的監(jiān)測,并能對種箱排空和輸種管堵塞等異常情況發(fā)出報警信號。 

【文章頁數(shù)】：79 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
1 引言
    1.1 目的和意義
    1.2 國內(nèi)外研究動態(tài)和趨勢
        1.2.1 國外研究動態(tài)
        1.2.2 國內(nèi)研究動態(tài)
    1.3 研究目標、內(nèi)容和技術(shù)路線
        1.3.1 研究目標
        1.3.2 研究內(nèi)容
        1.3.3 研究方法
        1.3.4 技術(shù)路線
2 電容傳感器設計
    2.1 電容式傳感器結(jié)構(gòu)類型確定
    2.2 極板式電容傳感器檢測原理
    2.3 傳感器安裝與制作
        2.3.1 電容式傳感器結(jié)構(gòu)設計
        2.3.2 傳感器裝配位置的確定
        2.3.3 電容式傳感器極板長度設計
        2.3.4 電容傳感器制作
    2.4 本章小結(jié)
3 電容傳感器仿真分析
    3.1 ANSYS簡介
    3.2 仿真過程
    3.3 仿真結(jié)果
    3.4 電容極板優(yōu)化設計
    3.5 本章小結(jié)
4 電容傳感器檢測電路設計
    4.1 檢測方法選擇
        4.1.1 充/放電電容檢測方法
        4.1.2 交流鎖相電容放大電路
        4.1.3 AC電橋測量電路
        4.1.4 基于V/T變換的電容測量電路
        4.1.5 基于電荷放大原理的電容測量電路
        4.1.6 基于混沌理論的恒流式混沌測量電路
    4.2 微小電容檢測系統(tǒng)總體設計
        4.2.1 硬件設計
        4.2.2 軟件設計
    4.3 檢測電路設計
        4.3.1 電容-數(shù)字轉(zhuǎn)換芯片選型
        4.3.2 電容數(shù)字轉(zhuǎn)換芯片簡介
        4.3.3 基于AD7151的電容檢測電路
        4.3.4 STM32F103C8T6控制電路與報警電路
        4.3.5 接口電路與電源電路
        4.3.6 OLED顯示電路
    4.4 本章小結(jié)
5 玉米精量播種機排種性能監(jiān)測系統(tǒng)試驗
    5.1 試驗材料
    5.2 電路測試
    5.3 仿真結(jié)果與測試結(jié)果對比分析
    5.4 種子下落速度對電容傳感器檢測效果的影響
    5.5 四種不同安裝方式檢測結(jié)果
    5.6 監(jiān)測系統(tǒng)臺架試驗
        5.6.1 排種性能指標檢測程序
        5.6.2 排種性能監(jiān)測試驗結(jié)果
    5.7 本章小結(jié)
6 結(jié)論
參考文獻
致謝
個人簡歷


【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于電容信號的排種監(jiān)測系統(tǒng)研究[J]. 田雷,衣淑娟,堯李慧,李衣菲,李愛傳,劉坤,劉英楠,徐暢.  農(nóng)機化研究. 2018(01)
[2]一種簡易的播種機播種監(jiān)測裝置[J]. 楊友平,翁惠輝.  農(nóng)機化研究. 2014(11)
[3]肉品質(zhì)光譜檢測中探頭與樣品距離對結(jié)果影響的校正[J]. 劉媛媛,彭彥昆,張雷蕾,王文秀,鄭曉春.  農(nóng)業(yè)機械學報. 2014(12)
[4]谷物聯(lián)合收割機遠程測產(chǎn)系統(tǒng)開發(fā)及降噪試驗[J]. 李新成,李民贊,王錫九,鄭立華,張漫,孫茂真,孫紅.  農(nóng)業(yè)工程學報. 2014(02)
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[6]傳感器產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)思考[J]. 徐開先,徐秋玲,劉沁.  儀表技術(shù)與傳感器. 2013(09)
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[8]位移傳感器的技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J]. 劉焱,王燁.  自動化技術(shù)與應用. 2013(06)
[9]基于平板結(jié)構(gòu)的電容式糧食水分檢測儀的設計[J]. 邱禹,李長友,徐鳳英,麥智煒.  農(nóng)機化研究. 2013(01)
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博士論文
[1]同步開溝起壟水稻機械化穴播技術(shù)研究[D]. 王在滿.華南農(nóng)業(yè)大學 2016
[2]基于電容法的棉花產(chǎn)量和播種量檢測技術(shù)研究[D]. 周利明.中國農(nóng)業(yè)大學 2014
[3]夏玉米免耕精播限制因素及其關鍵調(diào)控技術(shù)研究[D]. 趙霞.沈陽農(nóng)業(yè)大學 2013

碩士論文
[1]流體穴播自動排種裝置設計及試驗研究[D]. 劉蘇偉.沈陽農(nóng)業(yè)大學 2017
[2]氣吸式精播機施肥計量監(jiān)測系統(tǒng)的設計與試驗[D]. 王大可.黑龍江八一農(nóng)墾大學 2017
[3]基于DEM-CFD耦合的氣吸式玉米精密排種器工作過程仿真分析[D]. 孫舒暢.吉林大學 2016
[4]大豆播種監(jiān)測系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)研究[D]. 林二東.黑龍江八一農(nóng)墾大學 2015
[5]玉米秸稈撿拾粉碎還田機及氣吸式小麥精量播種機的設計與試驗[D]. 路世康.山東農(nóng)業(yè)大學 2014
[6]電容式排種性能檢測傳感器試驗研究[D]. 任德良.吉林大學 2014
[7]基于電容傳感器的排種器性能監(jiān)測系統(tǒng)研究[D]. 劉陽.吉林大學 2013
[8]精密播種機工作狀況實時監(jiān)測系統(tǒng)研究與開發(fā)[D]. 楊永西.吉林大學 2013
[9]玉米精密排種器排種性能的試驗研究[D]. 陳福德.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學 2012
[10]基于平板式電容的微位移測量系統(tǒng)設計[D]. 鄭銀濤.大連理工大學 2010



本文編號：3648163